CN115663859A - 用于车辆的双向充电系统 - Google Patents

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成玄旭
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Abstract

本公开提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；以及控制器，被配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。

Description

用于车辆的双向充电系统
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的双向充电系统。
背景技术
近来全球减少二氧化碳排放的趋势是对通过化石燃料的燃烧产生行驶动力的典型的具有内燃发动机的车辆的需求减少并且对通过利用储存在储能装置(例如，电池)中的电能驱动马达产生行驶动力的电动车辆的需求增加。
电动车辆包括：电池，被配置为储存供应给马达以产生车辆的行驶动力的电能；以及搭载型充电器，被配置为将外部电力转换为用于对电池进行充电的电力以对电池进行充电。
另一方面，近来，随着电动车辆的电池容量的增加，需要开发用于将储存在车辆的电池中的能量供应到电网或负载的车辆到电网(Vehicle to Grid，V2G)或车辆到负载(Vehicle to Load，V2L)技术。另外，还研究并开发了在连接到驱动轴的两侧的车轮上设置有辅助马达并单独控制每个驱动轮的速度以确保行驶安全的转矩矢量化技术。
如上所述，电动车辆不仅需要用于单纯地对电池进行充电的充电器，而且还需要用于电力转换的各种电路，例如用于实现V2G或V2L的电路以及用于驱动用于转矩矢量化的辅助马达的电路。
如果车辆单独包括这样的各种电力转换电路，则可能需要大量的用于实现单独电力转换电路的电子组件。这不仅会导致电路结构复杂的问题，而且还会导致实现电路的成本增加的问题。
关于背景技术的以上描述仅是为了帮助理解本公开的实施例的背景，本领域技术人员不应认为以上描述与已知的现有技术对应。
发明内容
本公开涉及一种用于车辆的双向充电系统。具体实施例涉及一种用于车辆的双向充电系统，该系统可以执行用于对车辆内部的电池进行充电的电力转换以及用于将储存在车辆内部的电池中的电力提供给电网、负载或设置在车辆中的马达的电力转换。
因此，本公开的实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统可以通过使用最少数量的电气组件实现用于对车辆内部的电池进行充电的电力转换以及用于将储存在车辆内部的电池中的电力提供给电网、负载或设置在车辆中的马达的电力转换。
本公开的实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂(leg)，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组(primary-side winding)和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组(secondary-side winding)；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；以及控制器，被配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。
在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时驱动马达的第一操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到马达的输入端子。
在本公开的实施例中，在第一操作模式下，控制器控制第一开关元件，使得第一桥电路作为被配置为转换电池的DC电压以产生提供给马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
在本公开的实施例中，马达可以是安装在车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。
在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时未驱动马达的第二操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
在本公开的实施例中，在第二操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组。
在本公开的实施例中，在车辆停止时对电池进行充电的第三操作模式和在车辆停止时从电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
在本公开的实施例中，在第四操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组。
本公开的另一实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：DC-DC转换器，包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括多个初级侧绕组和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；以及第二桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第二开关元件；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在第一桥电路中的多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；功率因数校正电路，包括多个电感器和第三桥电路，每个电感器的第一端连接到电网/负载连接端子，第三桥电路具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第三开关元件，多个电感器的第二端分别连接到包括在第三桥电路中的多个桥臂中的两个第三开关元件的连接节点；DC电容器，共同连接在第二桥电路中的桥臂的两端和第三桥电路中的桥臂的两端之间；以及控制器，被配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。
在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时驱动马达的第一操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到马达的输入端子。
在本公开的实施例中，在第一操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得第一桥电路作为被配置为转换电池的DC电压以产生提供给马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
在本公开的实施例中，马达可以是安装在车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。
在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时未驱动马达的第二操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
在本公开的实施例中，在第二操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组；控制第二开关元件，使得由施加到变压器的次级侧绕组的AC电力感应的变压器的初级侧绕组的AC电力被转换为DC电力；并且控制第三开关元件，使得通过第二开关元件的控制在DC电容器中形成的DC电压被转换为与连接到电网/负载连接端子的负载的电源对应的AC电力。
在本公开的实施例中，在车辆停止时对电池进行充电的第三操作模式和在车辆停止时从电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
在本公开的实施例中，在第四操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组；控制第二开关元件，使得由施加到变压器的次级侧绕组的AC电力感应的变压器的初级侧绕组的AC电力被转换为DC电力；并且控制第三开关元件，使得通过第二开关元件的控制在DC电容器中形成的DC电压被转换为与连接到电网/负载连接端子的电网或负载的电源对应的AC电力。
根据用于车辆的双向充电系统，设置在充电器中的DC-DC转换器的桥电路用于驱动用于转矩矢量化的辅助驱动马达，从而辅助驱动马达不需要单独逆变器。因此，根据用于车辆的双向充电系统可以抑制因添加马达驱动电路导致的电路尺寸和成本的任何增加。
从本公开的实施例可获得的有益效果不限于上述有益效果，并且本文未提及的其它有益效果将被本公开所属领域的技术人员清楚地理解。
附图说明
本公开的实施例的上述和其它方面、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中更加明显，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统的每种操作模式的状态的电路图；以及
图2是示出根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述根据各种实施例的用于车辆的双向充电系统。
图1是示出根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统的每种操作模式的状态的电路图。
参照图1，根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统可以包括：第一桥电路40，具有多个桥臂41、42和43，每个桥臂包括在电池100的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器30，具有连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组31和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组32；马达200，具有分别接收多个相电压的多个输入端子a、b和c；多个切换开关R1、R2和R3，将包括在多个桥臂41、42和43中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组32或多个输入端子a、b和c；以及控制器300，根据预设的操作模式控制多个切换开关R1、R2和R3的连接状态。
通常，双向充电器是具有能够执行双向供电的直流-直流(DC-DC)转换器的充电器，并且可以包括从电网接收用于对电池进行充电的交流(AC)电力以补偿功率因数并形成DC电压的功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路和将从功率因数校正电路输出的DC电压的大小转换为能够对电池进行充电的大小的双向DC-DC转换器。对于从电池供电的V2G或V2L操作，双向DC-DC转换器适当地转换电池的电压的大小并且功率因数校正电路作为逆变器操作，从而可以将AC电力提供给外部电网或负载。
根据本公开的各种实施例的双向充电系统也可以包括功率因数校正电路10和双向DC-DC转换器。在图1中，双向DC-DC转换器可以包括用于DC-AC的双向转换的两个桥电路20和40以及用于绝缘的变压器30。
功率因数校正电路10可以由电感器和开关元件来实现。图1所示的功率因数校正电路10被示出为用于选择性地响应单相和三相AC输入的电路配置。
更具体地，功率因数校正电路10可以包括多个电感器和构成桥电路的多个开关元件，每个电感器的第一端连接到与每个相的电网或负载连接的电网/负载连接端子。每个电感器的第二端可以连接到构成桥电路的一个桥臂11、12或13的两个开关元件的连接节点。功率因数校正电路10的桥臂11、12和13中的每一个的两端可以连接到用于形成DC电压的电容器Cdc的两端。
通过这样的连接关系，对应于每个相的开关电路和电感器之间的连接关系形成应用于传统的功率因数校正电路10的升压转换器拓扑结构。
在构成双向DC-DC转换器的桥电路中，直接连接到电网或负载侧，即功率因数校正电路10的第二桥电路20可以包括彼此并联连接到电容器Cdc的两端的多个桥臂21、22和23，并且桥臂21、22和23中的每一个可以包括彼此串联连接的两个开关元件。
设置在变压器30的初级侧上的多个绕组31可以分别连接到包括在桥臂21、22和23中的开关元件的连接节点。
在本公开的实施例中，连接到双向DC-DC转换器的变压器30的初级侧绕组31的桥电路20可以被配置为具有三个桥臂并且被实现为产生具有三个不同相的AC电压。
因此，在双向DC-DC转换器中，连接到变压器30的次级侧绕组32的桥电路40也可以被配置为具有三个桥臂41、42和43，每个桥臂包括两个开关元件。
包括在第一桥电路40和第二桥电路20中的开关元件的开关状态(switchingstate)可以通过脉宽调制控制来控制，并且开关元件可以执行在一个方向上将AC转换为DC并且在另一方向上将DC转换为AC的双向AC-DC转换。
例如，在将从电网输入的电力提供给电池100以对电池100进行充电的情况下，包括在第二桥电路20中的开关元件执行DC-AC转换以将施加到DC电容器Cdc的DC电压转换为AC电压，并且包括在第一桥电路40中的开关元件执行AC-DC转换以将从变压器30的次级侧绕组32提供的AC电压转换为能够对电池进行充电的DC电压。
另外，在将电池100的DC电力转换为AC电力并将转换的AC电力提供给电网或AC负载的情况下，包括在第一桥电路40中的开关元件执行DC-AC转换以将电池100的DC电压转换为AC电压，并且包括在第二桥电路20中的开关元件执行AC-DC转换以将从变压器30的初级侧绕组31提供的AC电压转换为DC电压并将转换的DC电压提供给DC电容器Cdc。
为了在各自具有至少三个桥臂的桥电路20和40之间进行电力传输，变压器30可以被实施为具有至少三个初级侧绕组31和至少三个次级侧绕组32被配置为彼此形成电磁感应的形式的多相变压器。初级侧绕组31或次级侧绕组32可以形成Y形连接或Δ形连接。
图1所示的DC-DC转换器示出包括电容器和电感器的谐振电路被添加到变压器30的初级侧的LLC转换器的示例。然而，本公开不限于图1所示的LLC转换器结构，作为不具有谐振电路的相移转换器结构或包括电容器和电感器的谐振电路也被添加到变压器30的次级侧的CLLC转换器结构，具有能够通过变压器形成绝缘并通过开关元件的开关(switching)产生具有多个相的相电压的桥电路的各种已知转换器拓扑结构可以应用于本公开。
电池100是在诸如电动车辆的由电能驱动的环保车辆中储存电能以向车辆的驱动马达提供具有高电压的DC电力的元件。电池100可以通过接收通过如上所述的功率因数校正电路10和DC-DC转换器提供的充电电力来进行充电。
另外，储存在电池100中的DC电力可以通过功率因数校正电路10和DC-DC转换器转换为AC电力，并且可以提供给电网或AC负载。即，电池100可以是通过能够执行双向供电的充电电路向电网或负载供电的电源。
在本公开的实施例中，马达200可以是安装在每个驱动轮中的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。马达200可以是设置在车辆中并且可以通过高电压操作的另一马达。马达200可以具有输入相电压和相电流的输入端子a、b和c，并且可以根据切换开关R1、R2和R3的操作选择性地连接到第一桥电路40。更具体地，马达的输入端子a、b和c可以根据切换开关R1、R2和R3的操作分别选择性地连接到包括在第一桥电路40的各个桥臂中的两个开关元件的连接节点。
切换开关Rl至R3可以根据驱动模式在控制器300的控制下操作，并且变压器30的次级侧绕组32或马达200的输入端子a、b和c可以连接到包括在第一桥电路40的各个桥臂中的两个开关元件的连接节点。
在图1中，切换开关R1至R3以三个2路(2-way)开关的形式示出，但本公开不限于此，并且可以采用能够将包括在第一桥电路40的各个桥臂中的两个开关元件的连接节点选择性地连接到马达的输入端子a、b和c或者变压器30的次级侧绕组32的各种类型和各种数量的开关装置。
因此，也可以假定作为与图1不同类型的切换装置的不存在切换开关R1至R3的情况。在这种情况下，参照图2，当判断为车辆正在行驶(S11)并且判断为车辆正在以需要转矩矢量化的高性能模式行驶(S12)时，控制器300可以将第一桥电路40控制为另一种类型的切换装置，因此，使包括在第一桥电路40的各个桥臂中的开关元件的连接节点能够电连接到马达200的输入端子a、b和c(S13)。在这种情况下，必须进行控制以使电力不通过转换器的变压器传输。类似地，当判断为车辆正在行驶(S11)并且判断为车辆未正在以需要转矩矢量化的高性能模式行驶(S12)时，控制器可以控制第一桥电路40执行V2L控制，在这种情况下，将不驱动马达。
控制器300可以接收由上位控制器通过车辆的驾驶状态和驾驶员的输入确定的操作模式的输入，并且根据接收到的操作模式控制切换开关R1至R3的状态。另外，控制器300可以适当地控制包括在每个组件中的开关元件以对应于每种操作模式，从而能够执行与每种操作模式对应的供电。
控制器300执行的各种模式的操作以及由此产生的效果可以通过稍后将描述的根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统的控制方法的描述来更清楚地理解。
图2是示出根据本公开的实施例的用于车辆的双向充电系统的控制方法的流程图。
参照图2，根据本公开的实施例的双向充电系统的控制方法可以通过控制器300根据车辆是否正在行驶(S11)的判断、在车辆正在行驶时是否需要高性能行驶(S12)的判断、在车辆未正在行驶时是否正在对电池进行充电(S19)的判断以及在车辆未正在行驶并且未正在对电池进行充电时是否执行车辆到电网(V2G)或车辆到负载(V2L)模式(S22和S25)的判断控制构成充电系统的各个电路以及切换元件R1、R2和R3来实现。
上述每种操作模式的判断可以由上位控制器进行，并且判断的结果可以提供给控制器300，并且控制器300本身可以通过接收关于车辆是否正在行驶和是否正在对电池进行充电的信息来直接确定操作模式。
在下文中，描述控制器300根据基于车辆是否正在行驶、是否正在对电池进行充电和是否执行V2G或V2L模式确定的各种模式执行的控制操作的示例。
行驶时的高性能模式
当判断为车辆正在行驶(S11)并且判断为车辆正在以需要转矩矢量化的高性能模式行驶(S12)时，控制器300可以控制切换开关R1、R2和R3以使包括在第一桥电路40的各个桥臂中的开关元件的连接节点能够电连接到马达200的输入端子a、b和c(S13)。
随后，控制器300可以控制第一桥电路40中的开关元件，使得第一桥电路40作为将电池100的DC电压转换为具有多个相的AC电压的逆变器操作，以使马达200能够被驱动(S14)。
控制器300可以从上位控制器等接收与用于转矩矢量化的马达200所需的转矩的大小对应的转矩命令，基于检测到的提供给马达200的相电流值和马达200中的转子的位置感测值来计算实际提供给马达200的电流，并基于计算出的实际提供给马达200的电流的大小和与转矩命令对应的电流命令的大小的比较结果来执行第一桥电路40中的开关元件的脉宽调制控制，以控制马达200的驱动。
由于本领域已知的控制技术可以应用于马达200的控制，因此将省略马达控制技术的更详细描述。
行驶时的正常模式
当判断为车辆正在行驶(S11)并且判断为车辆正在以正常驾驶模式而不是需要转矩矢量化的高性能模式行驶(S12)时，控制器300可以控制切换开关R1、R2和R3以使包括在第一桥电路40的各个桥臂中的开关元件的连接节点能够电连接到变压器30的次级侧绕组32(S15)。
随后，当电子设备(负载)连接到充电系统的AC/负载输入端子(S16)时，控制器300可以控制第一桥电路40中的开关元件，使得电池100的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器30的次级侧绕组32。另外，控制器300可以控制第二桥电路20中的开关元件，使得由施加到变压器30的次级侧绕组32的AC电力感应的变压器30的初级侧绕组31的AC电力被转换为DC电力(S17)。
另外，控制器300可以控制功率因数校正电路10中的桥电路，使得通过第二桥电路20的控制在DC电容器Cdc中形成的DC电压被转换为与负载电源对应的AC电力，因此，在车辆行驶时能够通过设置在车辆中的负载连接端口等向车辆中的负载供电(S17)。设置在车辆中的负载连接端口可以是设置在车辆中并且从功率因数校正电路10的AC输入端子分支的端口。
功率因数校正电路10中的桥电路、第二桥电路20和第一桥电路40中的开关元件可以通过本领域已知的已知控制技术进行脉宽调制控制。
停止时的电池充电模式
当判断为车辆未处于行驶状态(S11)时，控制器300可以首先控制切换开关R1、R2和R3以使包括在第一桥式电路40的各个桥臂中的开关元件的连接节点能够电连接到变压器30的次级侧绕组32(S18)。
当判断为车辆处于停止时的电池充电模式(S19)并且电网连接到充电系统的AC/负载输入端子(S20)时，充电系统中的每个配置电路可以作为典型充电器的组件操作。
即，控制器300可以适当地控制功率因数校正电路10中的开关元件以使具有预设的大小的DC电压能够被施加到电容器Cdc，并且执行对桥电路20和40中的开关元件的脉宽控制，使得包括第一桥电路40、变压器30和第二桥电路20的DC-DC转换器的输出电压和输出电流对应于预设的命令值。因此，能够对电池100进行充电的充电电压被提供给第一桥电路40的电池侧连接端子以能够对电池100进行充电(S21)。
功率因数校正电路10的开关元件控制以及设置在DC-DC转换器中的第一桥电路40和第二桥电路20的开关元件控制可以通过本领域先前已知的各种方法来执行。
停止时的V2G/V2L模式
当控制器300判断为正在执行车辆停止时的V2G/V2L模式(S22和S25)并且电网连接到充电系统的负载(电网)连接端子或负载连接到充电系统的负载(电网)连接端子(S23和S26)时，控制器300可以执行第一桥电路40中的开关元件和第二桥电路20中的开关元件的脉宽调制控制，使得从电池100侧朝向充电系统的负载连接端子的方向执行供电。另外，控制器300可以执行功率因数校正电路10中的桥电路的开关元件的脉宽调制控制，使得在DC电容器Cdc中形成的DC电压被转换为对应于电网或负载电源的AC电力(S24和S27)。
应用在这种反向供电中的设置在DC-DC转换器中的桥电路20和40的开关元件控制以及功率因数校正电路10的开关元件控制可以通过本领域先前已知的各种方法来执行。
如上所述，在本公开的实施例中，用于转矩矢量化的马达利用设置在充电器中的DC-DC转换器的桥电路来驱动，使得可以省略用于辅助驱动马达的单独逆变器电路。因此，可以抑制因添加马达驱动电路导致的电路尺寸的增加和成本的增加。
尽管上面说明和描述了本公开的具体实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在权利要求书的范围内对本公开进行各种改进和修改。

Claims (20)

1.一种用于车辆的双向充电系统，所述系统包括：
第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；
变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组和与所述多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；
马达，包括分别接收多个相电压的多个输入端子；
多个切换开关，将包括在所述多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到所述多个次级侧绕组或所述多个输入端子；以及
控制器，根据预设的操作模式控制所述多个切换开关的连接状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
在所述车辆正在行驶时驱动所述马达的第一操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述马达的输入端子。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，
在所述第一操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述第一桥电路作为转换所述电池的DC电压以产生提供给所述马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，
所述马达是安装在所述车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，
在所述车辆正在行驶时未驱动所述马达的第二操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，
在所述第二操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，
在所述车辆停止时对所述电池进行充电的第三操作模式和在所述车辆停止时从所述电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，
在所述第四操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。
9.一种用于车辆的双向充电系统，所述系统包括：
DC-DC转换器，包括：
第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；
变压器，包括多个初级侧绕组和与所述多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；以及
第二桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第二开关元件；
马达，包括分别接收多个相电压的多个输入端子；
多个切换开关，将包括在所述第一桥电路中的多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到所述多个次级侧绕组或所述多个输入端子；
功率因数校正电路，包括多个电感器和第三桥电路，每个电感器的第一端连接到电网/负载连接端子，所述第三桥电路具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第三开关元件，所述多个电感器的第二端分别连接到包括在所述第三桥电路中的多个桥臂中的两个第三开关元件的连接节点；
DC电容器，共同连接在所述第二桥电路中的桥臂的两端和所述第三桥电路中的桥臂的两端之间；以及
控制器，根据预设的操作模式控制所述多个切换开关的连接状态。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，
在所述车辆正在行驶时驱动所述马达的第一操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述马达的输入端子。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，
在所述第一操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述第一桥电路作为转换所述电池的DC电压以产生提供给所述马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，
所述马达是安装在所述车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，
在所述车辆正在行驶时未驱动所述马达的第二操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，
在所述第二操作模式下，所述控制器被配置为：
控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组；
控制所述第二开关元件，使得由施加到所述变压器的次级侧绕组的AC电力感应的所述变压器的初级侧绕组的AC电力被转换为DC电力；并且
控制所述第三开关元件，使得通过所述第二开关元件的控制在所述DC电容器中形成的DC电压被转换为与连接到所述电网/负载连接端子的负载的电源对应的AC电力。
15.根据权利要求9所述的系统，其中，
在所述车辆停止时对所述电池进行充电的第三操作模式和在所述车辆停止时从所述电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，
在所述第四操作模式下，所述控制器被配置为：
控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组；
控制所述第二开关元件，使得由施加到所述变压器的次级侧绕组的AC电力感应的所述变压器的初级侧绕组的AC电力被转换为DC电力；并且
控制所述第三开关元件，使得通过所述第二开关元件的控制在所述DC电容器中形成的DC电压被转换为与连接到所述电网/负载连接端子的电网或负载的电源对应的AC电力。
17.一种包括双向充电系统的车辆的控制方法，所述双向充电系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组和与所述多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；马达，包括分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，将包括在所述多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到所述多个次级侧绕组或所述多个输入端子；以及控制器，根据预设的操作模式控制所述多个切换开关的连接状态，所述方法包括：
在所述车辆正在行驶时驱动所述马达的第一操作模式下，控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述马达的输入端子；
在所述车辆正在行驶时未驱动所述马达的第二操作模式下，控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组；以及
在所述车辆停止时对所述电池进行充电的第三操作模式和在所述车辆停止时从所述电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
在所述第一操作模式下，控制所述第一开关元件，使得所述第一桥电路作为转换所述电池的DC电压以产生提供给所述马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
在所述第二操作模式下，控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
在所述第四操作模式下，控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。
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